车辆工程毕业设计（论文）-2T汽车多功能拆装小车设计【全套图纸】.doc

I 目 录 摘要.I ABSTRACT.II 第第 1 章 绪论.1 1.1 多功能拆装小车概述.1 1.2 多功能拆装小车设计的目的和意义.2 1.3 多功能拆装小车国内外现状和发展趋势.2 1.3.1 多功能拆装小车国内外的现状.2 1.3.2 拆装小车的发展趋势.3 1.4 多功能拆装小车的特点和设计要求及内容.4 1.4.1 多功能拆装小车的特点.4 1.4.2 拆装小车的设计要求.5 1.4.3 设计的主要内容.6 1.5 设计中要注意和解决的问题.6 1.6 本章小结.6 第第 2 章 拆装小车传动机构布置方案确定.8 2.1 设计所依据的主要技术参数.8 2.2 拆装小车传动机构的结构分析和形式选择.8 2.2.1 液动拆装小车特点分析.9 2.2.2 汽动拆装小车特点分析.9 2.2.3 传动布置方案分析.10 2.2.4 传动机构布置的其他问题.10 2.3 本章小结.10 第第 3 章 液压缸参数的选择及设计.12 3.1 液压缸主要尺寸的确定.12 3.1.1 液压缸工作压力的确定.12 3.1.2 液压缸缸筒内径 D 的计算.12 II 3.1.3 液压缸活塞杆直径 d 的确定.12 3.2 液压缸壁厚的计算.13 3.3 缸体外径尺寸的计算.13 3.4 液压缸工作行程的确定.13 3.5 缸盖厚度的确定.14 3.6 最小导向长度的确定.14 3.7 活塞宽度 B 的确定.14 3.8 缸体长度的确定.14 3.9 液压缸进、出油口的确定.14 3.10 液压缸的密封设计.14 3.11 本章小结.14 第第 4 章 杆件机构参数的选择及设计.20 4.1 杆件机构承载能力.20 4.1.1 杆件机构强度要求.20 4.1.2 杆件机构刚度要求.20 4.1.3 杆件机构稳定性要求.20 4.2 变形固体的基本假设.20 4.2.1 连续性假设.20 4.2.2 均匀性假设.20 4.2.3 各向同性假设.20 4.2.4 完全弹性假设.21 4.3 杆件变形的基本形式.21 4.3.1 拉伸或压缩.21 4.3.2 剪切.21 4.3.3 扭转.22 4.4 本章小结.22 结论结论.28 致谢致谢.30 附录附录.31 III 摘 要 多功能拆装小车是汽车修理设备中的重要组成部分，是主要的汽车维修工具。多 功能拆装小车的结构对汽车维修的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的 平稳性与效率等都有直接影响。 本次设计主要是依据浙江仙居通大集团 2T 汽车多功能拆装小车的有关参数，通 过拆装小车各部分参数的选择和计算，设计出一种基本符合要求的多功能拆装小车。 研究的基本内容为：多功能拆装小车传动机构布置方案，液压缸与杆件机构的配合， 液压缸参数选择，液压缸导向杆的设计及参数确定，液压缸输出设计计算，拆装小车 外形设计及参数确定，利用 Auto CAD 软件绘制装配图和零件图等内容。在设计过程 中主要需解决的问题有：拆装小车外形尺寸参数的确定，拆装小车外形的设计、计算 及校核，液压缸的设计、计算及校核和载荷强度的校核计算，液压系统和杆件机构配 合的设计以及绘制装配图及零件图等主要问题。 关键词：拆装小车；液压缸；参数；设计；计算 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 IV ABSTRACT Multi-function disassembly machine is the important component of automobile repairing equipment, also main automobile repairing tool. Multi-function machines configuration have direct affect to automobile repairings dynamic economy,Manipulating reliability and portability driving stability and efficiency. This design mainly based on relative parameters of 2T automobile multi-function disassembly machine. Through selection and calculation of disassembly cars parts parameters, Design a kind of multi-function which is basically satisfied with the requirements. The basic research content is: transmitting systems program. The matching of hydraulic cylinder and rod system parameter. selection of hydraulic cylinder. Hydraulic cylinder guiding rod design and relative parameters hydraulic cylinder output design. The outlook design of multi-function drawing assembly and components diagram.The main questions need to settle in this design is: outlook size parameters of multi-function, the design of multi-functions outlook, Calculation and check hydraulic cylinders design. load toughnesss check and calculation. The matching design of hydraulic system and rods system, drawing assembly diaphragm and components diaphragm. Key words: Disassembly Automotive; Cylinder; Parameters; Design; Calculation. V 1 第 1 章 绪 论 1.1 多功能拆装小车概述 多功能拆装小车用于解放、东风等载重汽车的变速箱、差速器及弹簧钢板等拆装。 采用四连杆平衡传动，液压驱动，具有举升平稳，操作方便等特点。对于载重汽车的 维修提供了便利。在汽车维修中，多功能拆装小车有着无可取代的作用。 多功能拆装小车使用方便，在解决载重汽车维修过程中拆装困难的问题上有着突 出的功用。以往的汽车底盘维修，一般都采用地沟维修或采用千斤顶。但是面对载重 汽车这些方法在不方便的同时还存在安全的隐患。载重汽车由于零件重量和外形上高 于普通汽车，所以多功能拆装小车应运而生。多功能拆装小车解决了载重汽车的拆装 问题，既能保证拆装的安全性，也提高的拆装的速度，操作稳定性强。 多功能拆装小车的种类有很多。拆装小车的选择范围很大，有地基式、托举式、 剪式、平行四边形式、便携式、单柱式、双柱式、四柱式、驱动式、接触车架式、对 称式、非对称式、小行程、大升程、队列式以及其它的各种特殊的拆装小车等。 在市场上可以看到的型式各异、尺寸不同的拆装小车中，有一些特别适合于从事 特殊类型的维修作业，也有少数的拆装小车适合进行一些其它的维修作业。 双柱托举接触车架式拆装小车是一个被广泛采纳的拆装小车，在最近几年所有新 销售的拆装小车中，至少三分之二都是这种类型的。这种设计之所以很流行，有几方 面的原因的：一就是这种拆装小车安装起来很快，不需要大范围的开挖，也不需要对 维修厂的整体布局进行一些永久性的变动。二是功能的多样性，一台双柱托举接触车 架式拆装小车几乎可以用来进行所有汽车的维修作业。这种拆装小车的悬臂和接触衬 垫的布局，使得维修工能够很容易地进入汽车的整个底部，进行车底的维修操作。因 此，几乎所有主要的拆装小车生产厂家都要生产至少一种型号的双柱托举式拆装小车。 近年来，我过汽车业蓬勃发展，尤其是轿车行业，多年来轿车进入普通家庭的梦 想已经成为现实。汽车维修行业也随之得到了大力发展，各种维修设备的需求迅速扩 大。汽车拆装小车是维修厂必备的，也是最重要的维修机械。 汽车拆装小车的作用是将需要维修的汽车水平提升到合适的高度，以便维修工人 在汽车底盘下方对汽车进行维修。汽车拆装小车如上边提到的，主要分为柱式和剪式 两种，无论哪一种，都要求其能够稳定的水平同步举起，不能发生偏移。而汽车底盘 2 下方必须为空的。以方便工人进行维修作业。这就要求汽车拆装小车两侧的举升装置 必须是分离的，且两侧的上升或下降必须是同步的。由于汽车的重量一般都很大，而 且升降时要求特别平稳，所以汽车拆装小车一般都采用液压系统进行驱动。除了要求 从一定范围内从汽车两侧将汽车同步举升和下降外，还要求其能使汽车在任意高度停 止并保持不动，以便不同身高的工人，在维修不同位置时可以任意调整高度，最方便 的进行维修，因此液压系统必须具有定位保持功能。另外因汽车重量很大，一旦液压 系统出现故障，拆装小车举臂在汽车底盘零件重力的作用下会迅速下滑可能对扯下维 修工人的安全造成威胁，拆装小车上面的汽车底盘零件也有被摔坏的危险。所以为了 防止这样的情况发生，拆装小车必须具有机械锁定装置，机械锁由分别安装在举升油 缸外侧和活塞杆顶部与举升臂相连的销轴上的两根锯齿形齿条组成，安装在油缸外侧 的齿条固定不动。并且能绕销轴做一定角度的摆动，以实验两根齿条的分离和啮合。 当举升臂处于定位状态或液压系统出现故障，油压低于一定数值时，动齿条就会在自 身重力和弹簧力的作用下与静齿条啮合，机械锁死，增加了拆装小车的安全性的同时 也保证了维修人员的安全。 1.2 多功能拆装小车设计的目的和意义 汽车维修行业的发展与汽车行业的发展是存在必然联系的。随着汽车行业加速 发展的同时，汽车维修行业也随之快速的发展。汽车数量的快速增多对汽车维修行业 提出了更高的要求，那就是如何快速安全稳定的将汽车维修好。汽车维修在发达国家 也是半机械半手工的一种行业。无论何时，都是需要机械与手工相结合的方式去操作。 所以为了提高维修的速度和质量，在加大维修人员技术能力提高的同时，我们要将重 点放在如何改进现有的维修设备，和如何设计出更先进的维修设备来提高维修的质量 和速度，这就是多功能拆装小车的设计目的和意义的所在，多功能拆装小车主要用于 汽车零部件的拆装和运输。这就大大的提高了汽车维修的质量和速度，而且提高了对 于汽车维修人员的安全性。多功能拆装小车解决了在维修载重汽车时拆装不便的问题， 缩短了拆装时间并提高了维修质量。拆装小车在维修行业的应用也能大大的提高维修 和拆装的速度，更好的为汽车蓬勃发展提供后备支持。 1.3 多功能拆装小车国内外现状和发展趋势 1.3.1 多功能拆装小车国内外的现状 早期汽车维修时所用的设备简单而且安全性低，最早维修汽车底盘时使用千斤顶 等维修工具将汽车顶起，然后再进行维修，稳定性与安全性都偏低，而且存在将汽车 损坏的危险。后期为了方便汽车底盘的维修，会有专门的地沟来进行汽车底盘的维修， 3 将汽车开到地沟上方，维修人员进入地沟进行汽车底盘的维修，但是拆装汽车底盘零 件却非常的不方便。随着科技的进步，许多关于汽车底盘维修的方案多了起来。举升 机，起重机等大型的设备应用在了汽车维修方面，但是由于设备庞大而且使用有局限 性等原因，也慢慢的推出了汽车维修的舞台。最后出现了多功能拆装小车，拆装小车 在汽车底盘维修方面目前是应用最广的设备，随着汽车种类与型号的增多，拆装小车 也衍生出更多的种类来满足不同情况的维修。底盘维修设备主要经历一下几个阶段： 1、地基式 地基式主要采用的是挖地沟的方式，来维修汽车底盘。其优点是随时可以对汽车 底盘进行维修，并可长时间操作。缺点很明显，拆装底盘零件时不能做到稳定、安全、 便捷。维修时，维修人员需要抬头作业，对于维修人员来说非常的辛苦，维修效率很 低。 2、托举式 托举式的原理类似于举升机的原理，利用液压系统将汽车托举起来，方便汽车底 盘的维修。与地基式相比，节省维修空间，可以任意的调整举升高度来方便拆装和适 应维修人员的身高，对于提车停靠的位置不做严格的要求，但同时也存在很多的缺点。 安全性不高，对于托举设施的要求比较高。托举设施必须两边举升高度是相同的、同 步的。而且对于液压系统的要求也很严格，因为一旦液压系统出现问题，由于汽车重 量的问题，举升机会快速下降，这不但威胁到维修人员的安全外，还容易造成汽车不 必要的损坏。 3、单柱及多柱式 单柱及多柱式与前面所比较有着进步，在安全性方便有了很大的提高。他通过单 点或多点将汽车升到一定的高度再进行维修。多柱式的优势在于所有支撑柱同时损坏 的可能性很低，不会对汽车和维修人员的安全造成很大的影响。而且有着托举式一样 的优点。缺点是制造成本偏高。每个柱都需要独立的液压系统去驱动。 4、拆装小车 拆装小车的优势在于，方便拆装和运输。在提高了安全性的同时，也节约了维修 时间，将零件拆到小车上并拖出汽车底部进行维修，从舒适度和方便度上都有很大的 提高。面临的最主要的问题就是还需要维修人员下到汽车底部进行拆卸。 1.3.2 拆装小车的发展趋势 回顾多功能拆装小车的发展可以清楚的知道，拆装小车作为汽车维修的重要组成 部分，其技术的发展，是衡量汽车维修水平的一个重要依据。现代汽车维修设备的发 展趋势，是向着安全性高，稳定性强，操纵性简单的方向发展的。 4 目前的拆装小车面临着液压系统能量消耗过大的问题。在未来的趋势，我相信在 减少耗能，充分利用能量上会有很大的提高。为了减少压力能的损失，必须要解决一 下几个问题。减少元件和体统内部压力的损失。减少或消除系统的节流损失，尽量减 少非安全需要的溢流量，避免采用节流系统来调节流量和压力。采用静压技术，新型 密封材料，减少磨擦损失。发展小型化、轻量化、复合化、广泛发展 3 通径、4 通径 电磁阀以及低功率电磁阀。改善液压系统性能，采用负荷传感系统，二次调节系统和 采用蓄能器回路。及时维护液压系统，防止污染对系统寿命和可靠性造成影响，必须 发展新的污染检测方法，对污染进行在线测量，要及时调整，不允许滞后，以免由于 处理不及时而造成损失。 在今后的发展过程中，逐渐的会将维修速度、维修质量等问题放在汽车维修的主 要发展方向上。随着维修技术的逐渐完善，汽车维修将不再是以往的以手动为主机械 设备为辅的老维修路线了。将和汽车制造一样，逐渐的走向电动化、智能化、自动化 的路线。目前的拆装小车大多数以手动杆来操纵升降的居多，在未来的发展趋势下， 很有可能改为自动化遥控升降。 1.4 多功能拆装小车的特点和设计要求及内容 1.4.1 多功能拆装小车的特点 多功能拆装小车的主要结构都是以液压系统与杆件机构配合为主，通过液压系统 驱动推动杆件机构进行举升。以达到将托举盘随意升高和降低的目的。 多功能拆装小车作为一种传统的汽车底盘维修工具，在载重汽车维修方面有着广 泛的应用。面对不同型号的载重车，有着不同型号的拆装小车。产品向体积小、重量 轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向 发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高 响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、 新材料。 某些拆装小车，由于液压系统与杆件机构配合不合理，液压驱动系统的驱动力不 够很难保证维修的质量，所以对于拆装小车而言，液压部分是十分重要的，液压系统 也是拆装小车的核心。 从结构上来看，拆装小车有着与其它维修设备不同之处，拆装小车能很方便的伸 入到汽车底部进行拆装，也能方便的将汽车需要维修的零件取出进行细致的检查及维 修，并且所需维修空间很小。 其基本特征如图 1.1 所示： 5 图 1.1 拆装小车视图 1.4.2 拆装小车的设计要求 1、根据所需车型选择合理的液压缸。 6 2、对于托举盘应安装水平调节装置，在托举盘出现偏沉现象时能进行及时的调 节及固定。 3、操纵简单、方便、迅速、省力； 4、传动效率高，工作平稳、无噪声； 5、体积小、质量轻、承载能力强，工作可靠； 6、制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长； 7、贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定； 8、需要时应设置自锁装置。 1.4.3 设计的主要内容 本次设计主要是依据浙江仙居通大集团 2T 多功能拆装小车的外形及有关参数， 通过液压部分的参数选择和计算，以及液压系统与杆件机构配合的设计，设计出一种 基本符合要求的 2T 汽车多功能拆装小车。本文主要完成下面一些主要工作： 1、确定外形参数。包括拆装小车外形尺寸的确定，液压缸型号的确定，各个销 轴的定位； 2、液压缸内部结构的参数确定。包括油缸主要尺寸的确定、液压缸的密封设计、 液压缸材料的选用等； 3、杆件机构的设计，尺寸及外形的确定; 4、销轴的选择及校核； 5、大地轮、小地轮的选取及参数确定，并进行强度校核; 6、托盘水平调节结构的设计及参数确定; 7、底座支架的外形设计。 1.5 设计中要注意和解决的问题 拆装小车在设计过程中，需要注意以下问题： 1、拆装小车所处环境为维修场所，维修场所的环境相对恶劣，要考虑地轮的承 重能力和抗腐蚀能力。 2、拆装小车动力元件的选择，动力的输出要适宜，大了则产生不必要的浪费， 小了则无法达到想要的效果。 3、拆装小车承重能力的分析，要通过对 2T 载重汽车各个底盘零件的分析来确 定最大载荷重量。 4、要考虑 2T 载重汽车底盘的最低高度和最高高度，来确定拆装小车的最低高 度和最大升程。 7 5、拆装小车杆件机构和液压机构的配合，要考虑如何将杆件机构和液压机构合 理的配合以达到举升重物达到理想高度。 6、拆装小车材料的选择，在满足刚度要求的同时，也要满足经济性。 1.6 本章小结 本章详细的介绍了多功能拆装小车的功能、特点、以及拆装小车的现在所处的情 况和未来的发展趋势。通过对多功能拆装小车发展趋势的分析，了解拆装小车与其他 维修设备的不同，更好的了解拆装小车的原理、构造以及特点。在对多功能拆装小车 有所了解的情况下，规范拆装小车的设计要求以及分析出自己在设计过程中可能遇到 的问题，可能无法解决的问题，以便在接下来的设计过程中方便去处理。 8 第 2 章 拆装小车传动机构布置方案确定 2.1 设计所依据的主要技术参数 本设计是根据浙江仙居通大集团 2T 汽车多功能拆装小车的技术参数来设计一种 适用于 2T 汽车的读功能拆装小车，其具体参数如表 2.1。 表 2.1 浙江仙居通大集团 2T 汽车多功能拆装小车的主要技术参数 型号2T 多功能拆装小车 外廓尺寸(mm)(长宽高) 1150560800 大地轮(mm) 100 设备自重(kg)54 设备最低高度(mm)190 设备最高高度（mm）800 每个地轮承重(kg)55 油缸缸径(mm)50 2.2 拆装小车传动机构的结构分析和形式选择 多工能拆装小车分为单缸和多缸之分，在汽车维修过程中，单缸的多功能拆装小 车由于价格低廉，维修简单，操作方便等原因。被更多的维修人员广泛的应用。 通常的多功能拆装小车，为了方便于进入汽车底部方便维修，最低举升高度都应 低于汽车底盘高度，大多数车型的底盘高度都在 200mm 以上，所以尽可能让拆装小 车的最低高度在 200mm 一下以方便更广泛的使用。 2T 汽车的拆装小车，为了满足承载的要求，液压缸的选择非常的主要，如果液 压缸输出过低，则无法承载拆卸下来的汽车零件，无法运送出汽车底部造成无法维修。 若液压缸输出过高则会造成很多不必要的能量浪费。使多功能拆装小车的制造成本过 高，使设计不合理。 多数的拆装小车与千斤顶原理相似，但是与千斤顶在功能上有着很大的区别，多 功能拆装小车是通过液压系统输出来带动杆件机构将托举盘升高或降低，为了方便运 输，所采用液压系统与杆件机构配合的方式来设计的。 所以单缸、杆件机构配合型的多功能拆装小车是应用最广泛的。并且根据不同车 型确定不同的多功能拆装小车型号。 9 2.2.1 液动拆装小车特点分析 多功能拆装小车的主要结构都是以液压系统与杆件机构配合为主，通过液压系统 驱动推动杆件机构进行举升。以达到将托举盘随意升高和降低的目的。 多功能拆装小车作为一种传统的汽车底盘维修工具，在载重汽车维修方面有着广 泛的应用。面对不同型号的载重车，有着不同型号的拆装小车。产品向体积小、重量 轻、功耗低、组合集成化方向发展，执行元件向种类多、结构紧凑、定位精度高方向 发展；气动元件与电子技术相结合，向智能化方向发展；元件性能向高速、高频、高 响应、高寿命、耐高温、耐高压方向发展，普遍采用无油润滑，应用新工艺、新技术、 新材料。 某些拆装小车，由于液压系统与杆件机构配合不合理，液压驱动系统的驱动力不 够很难保证维修的质量，所以对于拆装小车而言，液压部分是十分重要的，液压系统 也是拆装小车的核心。 从结构上来看，拆装小车有着与其它维修设备不同之处，拆装小车能很方便的伸 入到汽车底部进行拆装，也能方便的将汽车需要维修的零件取出进行细致的检查及维 修。 图 2.1 液动传动方案 2.2.2 汽动拆装小车特点分析 汽动拆装小车的应用非常的狭窄，基本上在常规的汽车维修中很难用到汽动拆装 小车，汽动拆装小车一般应用于特殊汽车的拆装和运输。比液压拆装小车结构要复杂 而且精度要求较高。在密封性设计方面比液压拆装小车要严格而且制造成本偏高。 2.2.3 传动布置方案分析 根据设计的基本要求：2T 汽车多功能拆装小车属于广泛应用的类型。所以选择 经济性好的液压传动更合理。油缸基本上没有弹性，而气缸弹性大。油缸就是用油为 10 能量传递介质的。汽缸是用气体作为能量传递介质的。提供动力的一个是液压油泵一 个是汽动泵，两者各自有优缺点，选用哪种传动方式完全取决于设备的用途。液压油 缸内的动力传递介质是液压油，是不可压缩的，可以认为是刚性的。而气缸传递动 力的介质是“气” ，是可以压缩的，非刚性的。对于载重汽车的零件而言，它的零件 普遍重量偏大，需要液压传动来防止其下沉。液压与气压的区别在于我们来说一下它 们的区别：它们的介质不一样，一个压缩空气，一个液压油。它们的承载能力不同， 因气动的一般在 1MPa 以下，液压的一般在 30MPa（国内）以下，高于这个值为超高 压对元件和泵的要求过高。因为压力高了，驱动力也就大了。液压油是循环使用的， 气动是用完的气不再回收。气动元件比液压元件漂亮。在工厂中气动一般用集中供气， 液压一般是一台机器一个液压站。液压控制比气动控制运行精度高，液压的承载能力 比气动承载能力大（在相同的缸径下）液压的控制回路比气动的复杂（因为液压要有 回油）气动比液压维修要方便些。气动比液压联接要方便，气动一般都快速接头联接。 气动元件个头比液压的小。液压承载时的动动精度比油压的高（因为气体可压缩性大） 气动一般是集中供气，比液压容易管理。液压控制要换液压油，气动不用，所以后期 使用成本比气动的高。综合以上因素和实际情况。最终确定选取液压传动。 2.2.4 传动机构布置的其他问题 与地面接触的四个地轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。可选取两个大地 轮和两个万向轮。由于拆卸下来的零部件不需要远距离的拖运，所以拆装小车的地轮 可以选择寿命高的实心轮。为了方便运输零部件，小地轮可以采用万向轮来方便拆装 小车的转向和旋转。 为了满足在外力作用下满足载荷的需求，上下支架以及其挡板连接座等部位均采 用 Q235 型号的钢板。 2.3 本章小结 本章主要依据多功能拆装小车几种常见的传动机构布置方案，对汽动与液压两种 传动结构特点作了简要说明，分析了各种方案的优缺点，同时对两种传动方式进行了 综合的分析，并比较了各个方案的优缺点。最后结合本次设计所依据车辆的主要技术 参数，选择了本设计的传动机构布置方案和零、部件的结构形式，作为以后各章节设 计的基础。并且本设计的重点是液压缸的选择，液压缸作为本设计的唯一输出传动机 构，应当作出详细并且综合的设计。为此本章节进行了详细的传动机构的分析和综合 的评定，为接下来的设计过程做好基础。 只有选择好正确的传动系统，才能使多功能拆装小车在压力输出上既不会由于压 力不足而发生沉降现象也不会因为由于压力过大而造成浪费。通过对多功能拆装小车 11 的特点分析，可以帮助设计过程中避免许多不必要的麻烦，对于浙江仙居通达集团有 限公司 2T 汽车多功能拆装小车参数的参考，对接下来的设计提供了方便，同时也可 以更简单直观的来分析多功能拆装小车。 12 第 3 章 液压缸参数的选择及设计 3.1 液压缸主要尺寸的确定 3.1.1 液压缸工作压力的确定 液压缸的工作压力主要根据液压设备的类型来确定，对于不通用途的液压设备， 由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。根据负载 F=5KN，查附表 7 可知 液压缸的工作压力为 1.52Mpa，由附表 1 确定液压缸的工作压力 P=2.5Mpa。 3.1.2 液压缸缸筒内径 D 的计算 根据已知条件，工作最大负载 F=1500N，工作压力 P=1.6MPa 可得液压缸内径 D 和活塞杆直径 d 的确定： 已知: F=1500N， P=1.6MPa， =39mm P F D 4 6 106 . 1 15004 d= 0.75 D = 0.7539mm=29.5mm 查表得：D=40mm，d=32mm 则： 2 22 1256 4 4014 . 3 4 mm D A 故必须进行最小稳定速度的验算，要保证液压缸工作面积 A 必须大于保证最小 稳定速度的最小有效面积Amin 又： 2 3 36 min/ min min min min 2500 min/108 . 0 min/102 8 . 0 2 mm mm mmL V q A m 式中：流量阀的最小稳定流量，由设计要求给出。 qmin 液压缸的最小速度，由设计要求给出。 Vmin 故查表取 D=63mm 当 D=63mm 时 2 22 7 . 3115 4 6314. 3 4 mm D A 保证了 A 大于 A 的最小值。 13 3.1.3 液压缸活塞杆直径 d 的确定 由已知条件可查表 23.633（GB/T2348-1993） ，取 d=45mm。 查表知，45 钢的屈服强度 MPa s 355 按强度条件校核： 333 1 10310 2 355 12004 10 4 F d 所以符合要求。 3.2 液压缸壁厚的计算 液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄 处的厚度。从材料力学可知，承受内压力的圆筒，其内应力分布材料规律因壁厚的不 同而各异。一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。 本设计按照薄壁圆筒设计，其壁厚按薄壁圆筒公式计算为： 2 DPy 该设计采用无缝钢管 pypy pppp5 . 1)5 . 125. 1 (，取 MPapy4 . 26 . 15 . 1 =100110MPa（无缝钢管） ，取=100MPa mm66 . 0 0102 631 . 2 由计算的公式所得的液压缸的壁厚厚度很小，使缸体的刚度不够，如在切削加工 过程中的变形，安装变形等引起液压缸工作过程中卡死或漏油。所以用经验法选取壁 厚：=8mm。 3.3 缸体外径尺寸的计算 缸体外径 mmDD26.6463 . 0 2632 1 查机械手册表： 外径取 D=76mm 3.4 液压缸工作行程的确定 由于在液压缸工作时要完成如下动作： 即可根据执行机构实际工作的最大长度确定。由上述动作可知工作行程为 14 250mm。 3.5 缸盖厚度的确定 一般液压缸多为平底缸盖，其有效厚度 按强度要求可用下式进行近似计算： mm P Dt78 . 5 28 . 5 63433 . 0 433 . 0 式中： D缸盖止口内径(mm) T缸盖有效厚度(mm) T4.74mm 3.6 最小导向长度的确定 当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到缸盖滑动支承面中点距离为 H，称为 最小导向长度。如果导向长度过小，将使液压缸的初始挠度增大，影响液压缸的稳定 性，因此在设计时必须保证有一定的最小导向长度。 对一般的液压缸，最小导向长度 H 应满足： mmmm DL H44 2 63 20 250 220 式中：L液压缸的最大行程(mm) D液压缸内径(mm) 取 H=65mm。 3.7 活塞宽度 B 的确定 活塞的宽度 B 一般取 B=（0.6-1.0）D 即 B=（0.61.0）63=（37.863）mm 取 B=60mm。 3.8 缸体长度的确定 液压缸缸体内部的长度应等于活塞的行程与活塞宽度的和。缸体外部尺寸还要考 虑到两端端盖的厚度，一般液压缸缸体的长度不应大于缸体内径 D 的 20-30 倍。 即：缸体内部长度 250+55=305mm 缸体长度（2030）D=（12601890）mm 即取缸体长度为 510mm。 3.9 液压缸进、出油口尺寸的确定 液压缸的进、出油口可布置在端盖或缸筒上，进、出油口处的流速不大于 5m/s，油口的连接形式为螺纹连接或法兰连接。 根据液压缸螺纹连接的油口尺寸系列（摘自 GB/T2878-93）及 16MPa 小型系列 单杆自（GB/T2878-93）及 16MPa 小型系列的单杆液压缸油口安装尺寸（ISO8138- 15 1986）确定。进出油口的尺寸为 M16x1.5。连接方式为螺纹连接。 3.10 液压缸的密封设计 液压缸要求低摩擦，无外漏，无爬行，无滞涩，高响应，长寿命，要满足伺服系 统静态精度，动态品质的要求，所以它的密封与支承导向的设计极为重要，不能简单 的延用普通液压缸的密封和支承导向。因此设计密封时应考虑的因素： 用于微速运动（35mm/s）的场合时，不得有爬行，粘着滞涩现象。 工作在高频振动的场合的，密封摩擦力应该很小且为恒值。要低摩擦，长寿命。 工作在食品加工、制药及易燃环境的伺服液压缸，对密封要求尤为突出，不得 有任 何的外渗漏，否则会直接威胁人体健康和安全。 工作在诸如冶金、电力等工业部门的，更换密封要停产，会造成重大经济损失， 所 以要求密封长寿命，伺服液压缸要耐磨。 对于高速输出的伺服液压缸，要确保局部过热不会引起密封失效，密封件要耐 高温，要有良好的耐磨性。 工作在高温、热辐射场合的伺服液压缸，其密封件的材料要有长期耐高温的特 性。 工作介质为磷酸酯或抗燃油的，不能用矿物油的密封风材料，要考虑他们的相 容性。 伺服液压缸的密封设计不能单独进行，要和支承导向设计统一进行统筹安排。 3.10.1 静密封的设计 静密封的设计要确保固定密封处在正常工作压力的 1.5 倍工作压力下均无外泄露。 静密封通常选用 O 形橡胶密封圈。 根据 GB3452.1-92 标准，查通用 O 形密封圈系列（代号 G）的内径